[发明专利]分散染料常压深染共聚醚酯及其超细纤维

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型分散染料常压深染共聚醚酯(Copolyether ester terephthalate，缩写为COPEET)及其超细纤维的制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维具有优异的性价比，目前PET纤维世界总产量已近4000万吨/年，占化学纤维总量的70％。中国的PET纤维产量则占世界总产量的近70％，PET纤维又占中国化纤产量的75％。然而，聚酯纤维的性能也存在着一些不足，对它的改性工作一直受到业界的广泛重视。由于聚酯大分子结构具有较强的刚性和高度规整结构，纤维具有较高的结晶能力，取向并结晶的聚酯纤维大分子具有高玻璃化转变温度(125℃)，分子链上又缺少可与染料结合的官能团，只能采用分散染料在高温(≥125℃)高压条件下染色，因此染色性能的改性工作成为了主要研究内容之一。自PET纤维诞生以来研究开发并已经实现产业化的化学改性品种有：分散染料常压可染聚酯(EDDP)纤维、高温高压型阳离子染料可染聚酯(CDP)纤维、常压沸染型阳离子染料可染聚酯(ECDP)纤维等。也有采用物理改性的色母粒着色聚酯纤维等。随着科学技术的不断进步以及人民生活水平的提高，超细纤维的开发也成为业内关注的重要品种。然而，纤维线密度愈小，在同样的染料用量条件下，其显色效果愈差，即很难深染。尤其是单纤维线密度小于0.5dtex的超细纤维更显突出。超细纤维有多种生产方法，例如直接纺丝法制备的0.15～0.5dtex的超细纤维，海岛型复合纺丝-水解(或溶解)剥离法超细纤维，基体-微纤型--溶解(或水解)剥离法超细纤维等，这些方法都可以得到单组份构成的纤维；另有桔瓣型复合纺丝-机械剥离法超细纤维、中空桔瓣型复合纺丝-机械剥离法超细纤维、米字型复合纺丝-机械剥离法超细纤维、多层并列型复合纺丝-机械剥离法超细纤维等，得到的是由两种不同组分构成的线密度约0.15dtex左右的超细纤维。不同种类的复合纤维纺丝方法最终得到的超细纤维的单纤维线密度不同，上述海岛型复合纺丝-水解剥离法超细纤维通常可得到单纤维线密度0.05dtex的超细纤维，而基体--微纤型纤维则可得到更细的单纤维线密度小于0.005dtex的超细纤维，这两类超细纤维最难获得深染效果。本发明主要是为提高海岛型复合纺丝-水解剥离法超细纤维和基体-微纤型--溶解(或水解)剥离法超细纤维的染色效果，伴随最细超细纤维深染问题的解决，其他纤维的深染效果则迎刃而解。此前，曾经有过采用CDP为岛组分，以EHDPET为海组分纺制海岛型复合纤维，而后经碱水解制备高温高压型阳离子染料可染聚酯超细纤维的研究工作，但是由于CDP与EHDPET具有极相似的化学结构和碱水解性能，在剥离过程中伴随着海组分被水解溶除的同时，岛组分也受到了很大的伤害，因此未能得到理想物理机械性能的超细纤维。也有在岛组分PET中添加一种可实现深染的母粒的技术，但是并未见到良好的效果，成本还很高。也曾经有过在岛组分中添加色母粒的方案，经水解剥离后可以直接获得较深染色效果的超细纤维，但是颜色单调，更换品种麻烦。ZL.201110225265.8报道了利用NECDPET与LDPE纺制海岛型复合纤维或采用共混纺丝制备基体-微纤型纤维，再用甲苯溶除海组分的LDPE，制备常压型阳离子染料可深染且色牢度高的超细纤维。

发明内容

本发明提出一种新的思路，合成了一种新型的分散染料可常压深染共聚醚酯(COPEET)，其化学结构式如下所示：

为达到本专利的最终目的，所合成的COPEET必须同时满足如下要求：结晶能力适当，有利于染料向纤维内部渗透与扩散，但又要保证预结晶过程的顺利进行；玻璃化转变温度降低，以保证纤维常压条件下染色；其水解性能必须与EHDPET有较大差异，以保证海岛纤维水解剥离过程岛组分COPEET不受损伤；有良好的可纺性，以保证纤维加工过程的正常进行；具有足够的分子量，保证纤维必须的物理机械性能。